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如何实现低成本四川防静电工作台自动化?

发布时间: 2023-05-12 作者: 分享到:
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发展四川防静电工作台产业的传统方法是投入一些资金以建设新厂或增加设备,增加原料投入和增加人力以达到增产目的,然而这种粗放经营的方式在产业出产中已证实其局限性,特别是在激烈的市场竞争中不管价格和质量部无法取胜。故从60年代开始,西方国家就开始对产业进行改造,特别是重产业和大型厂矿,除组织公道化以外,主要靠技术提高,即新设备、新工艺和自动化及计算机应用,而使各类产业飞速发展,且朝高产、..、多品种和节能降耗以及低本钱方向发展。因为自动化及计算机应用不仅节省人力,更重要的是把工艺参数严格控制在划定值、监控出产过程,甚至不断的自我思索而使工艺过程优化,达到高产、..、节能降耗和降低本钱,而且能出产过去不能出产的产品,故自动化及计算机应用不仅是产业现代化的标志,而且是出产必须和枢纽的环节,因此..各国都努力发展产业自动化。到目前为止,产业自动化已如图1所示的我级计算机自动化系统,固然大多数产业,特别是中小企业大都只装备基础自动化级和过程自动化级,但这种计算机集成制造(CIMS)结构已成为产业自动化的尺度形式。在美、欧、日等发达国家,其大型企业和跨国公司大都实行CIM和CIP技术,然而这种方法需要大量资金,是一种高投资、..益但同时是高风险的发展模式,很难为大量的中小企业所采用,故运去这些中小企业,甚至一些大型企业往往只实行基础自动化,然而实践证实..基础自动化固然也收到一定效果,但仍旧难以知足出产要求,特别是过程自动化,其优化、监控、预告等功能更是必不可少和能取得重大经济效益的重要环节,然而传统的使用VAX型计算机甚至使用Alpha型小型机构成的过程自动化级,其昂贵的硬件和系统软件以及应用软件编程的用度也令人望而生畏。

四川防静电工作台

此外,为进步效率和取得重大经济效益,中小企业也要装备治理自动化级。就是只实行基础自动化,对PLC或工控机也面对:

○ 要求降低本钱;

○ 增加灵活性;

○ 增加诊断功能以进步可维护性;

○ 缩短程序开发时间和降低其用度,这就要求实现LCA(低本钱自动化)系统。

低本钱自动化的概念

什么是LCA(低本钱自动化)?很难有切当的定义,但其本质上是针对中小企业或某些

准大型企业,由于大型机组如钢铁产业的5000立方米高炉、300t转炉、1900mm连铸机、2050mm板带热连轧机和5000mm中厚板轧机等,固然也要求价廉物美的自动化系统,但不管企业产值、效益,对自动化的要求及答应投资占总设备投资的百分数,对装备..的自动化系统是不会有题目的(当然,近年来这些机组也采用部门LCA技术了),此外也不能把什么都算低本钱自动化或什么自动化都是低本钱的,否则将会得犯错误的概念而不利于实现低本钱自动化。

低本钱自动化广义的概念是:

○ 其投资可以达到或增加产量或改善质量、节能和降耗目的,并可使资金在1-2年内回收,一般占设备总投资的7-12%;

○ 低本钱自动化必需是紧凑的、功能是必须的、可用性是良好的; 

○ 低本钱自动化抽粗后,其功能投入率应在95%以上;

○ 低本钱自动化必需是易维护的且维护用度是较低的,工作是可靠的,在线 率应在95%以上;

○ 低本钱自动化的投入产出比应是明显的,应为1:3-5若以投资在1-2年内回收,则设备寿命应为在5-8年; 

○ 低本钱自动化投资应有个相对上限值,在新建厂矿应低于一般划定的占总设备总投资的百分比,对特殊项目应远低于省市权限批准的资金范围内。

低本钱自动化的范围

低本钱自动化的范围原则上包括ISO的CIMS尺度六级功能,有人以为LCA应针对基础自动化,这种观点不仅是错误的而且是有害的,特别是新建厂矿,自动化项目的委托及内容往往由工艺职员或主管职员所决定,为节省投资而削减过程自动化,而导致甚至90年代末新建厂矿远低于..提高前辈水帄,且影响产品质量和本钱。如上所述,过程自动化能实现优化、监控、预告等功能,是必不可少和能取得重大经济效益的重要环节。济钢30立方米小高炉实现过程自动化,装备监控和多目标优化和炉况综合判定功能而取得增效益234万元的良好的经济效益就是一例。

国外对CIMS的发展,不仅大型企业合用,而且泛起中小规模的CIMS,后者就是LCA的范畴,不外装备不同,功能稍弱而己,对这种观点,海内不少持异议,然而美国DEC公司和UCE公司在十多年前就先容了大、小两种钢铁厂的CIMS,后者在CHAPARREL厂的实现支持了本文的观点。特别是近年来,工控机的机能大大进步,不管内存、快速性和低价格以及支持软件的低价都将为LCA的CIMS系统创造前提。

关于资金回收期的计算

经济效益和资金回收期计算对低本钱自动化是一个重要题目,由于往往因为效益过高而被以为夸张而失去对自动化的信任。根据我们的经验,比较正确的资金回收期计算使用下列公式是相宜的:

其中,自动化系统基建投资包括设备费、安装费和运杂志;年维护费应包括备件、材料等用度;维护职员年创经济效益可按工厂人均利润计算。

低本钱自动化的实现

设计低本钱自动化系统的本质是精打细算,从功能、系统结构、硬件、软件、数学模型、经济效益以及投入产出等各个方面综合考虑来进行选择,设计低本钱自动化系统时,下列几个题目是应重点考虑的:

功能的决定

因为功能影响系统结构、硬件和软件规模,因而是影响系统投资的枢纽因素。往往以为要省钱就削减功能,仅仅设计某些参数检测和控制就可以了,实在因为未能知足出产要求,造成直接经济损失比之增加自动化投资要大得多,很多自动化系统刚投产就要改造,到了21世纪仍是一个很落后的系统而难以知足出产所需。故低本钱自动化系统的功能应该是:知足出产需要的、枢纽的、必要的和有效益的,要考虑需要性、可能性和提高前辈性等各个方面。

在..上,在激烈的市场竞争中取胜的枢纽是采用新技术,自动化系统也是这样,德国西门子公司、日..立制作所都是标榜:“不断以新技术为社会服务”。调查研究表明,国外产业自动化的进展或从国外引进的提高前辈自动化系统也不过是在过去的功能加上一些提高前辈控制的功能。以钢铁产业的高炉自动化为例,不过是在常规系统加上人工智能预告、更多的数学模型以及一些专门显示。芬兰向我国出口多套这样的系统就已要价数百万美元。因此可以以为:

常规自动化系统+提高前辈控制=..提高前辈水平

广义的提高前辈控制包括智能控制、数学模型的应用、猜测控制、H理论和现代控制理论等应用。此外,因为资金所限,往往以为只能作些简朴的功能,实在,假如想办法,也完全有可能达到提高前辈的水帄。笔者从事某玻璃厂的大修自动化工程,其有限资金只能委曲作数据采集系统,我们在数据采集做好监控功能外,装进一个帄板玻璃配料模型,且实行玻璃成份预告,此外还装设玻璃质量缺陷原因诊断..系统,而使一个简朴的数采系统变成一个具有提高前辈水帄的系统,而且很实用和解决题目。由于,配料对玻璃成份和质量有很大的影响,而人工计算原料成分的变化很费时,而计算机运算则可瞬间完成,它还可猜测出帄板玻璃的化学成份,使用神经元网络,输入出产工艺参数后,

可猜测玻璃的物理参数和机械机能,而常规出产则要等几个小时,直到玻璃出产出来并检测后才能知道,但已经是无法调整了,更无法调整出产参数以强化出产,这种用模型和人工智能的质量猜测是近年来国外发展起来的新技术,已在各个产业部分应用,过去是用统计方法猜测成品的物理参数,但对太多的工艺参数就很难题了,而神经元网络则无题目。此外,玻璃质量缺陷种类良多,原因也良多,不易确定,而玻璃质量缺陷原因诊断..系统则可使没有经验的操纵员也可达到..水帄。又例如,在设计某给水站自动化系统时,传统的系统是监测、越限报警等功能,但为了....远点用户供水和水压,给水站出口水压和泵的使用台数还得根据用水情况、负荷情况、天气、白天或黑夜而不同,而需要人工常常调整,为此我们加上一个..系统,把上述规律写成规则,由..系统控制,这样一来,不仅大大进步了自动化系统的水帄,而且可实现无人化,改善了控制质量,用户满足,节省电能,因而带来重大的经济效益,同时也为自动化系统带来更高的附加值。

有人以为使用提高前辈控制,例如使用..系统很难,实在不然,根据作者的经验,只要长期不懈致力于..系统的开发,方法准确,深入研究工艺知识(事实上很多工艺机组,如炉窑、轧机,其理论基础都相差无几,只是与产品和工艺流程不同而有些差别)和了解..系统知识和善于使用开发工具,积累资料,开发一个..系统是不大难题的,表1示出了作者开发的几个..系统所需的时间。

从表1可以看出,构成..系统并投入现场所需时间越来越短,序号1是使用C语言编制..系统骨架(知识库、推理机等),不仅耗时间,且增添、修改不利便,可靠性也差,以后使用..系统开发工具,就大大节省时间,且增添、修改也轻易,可靠性也好,序列号2就是一例,规则千余条,前后修改3、4次,一次投运成功,达到预定目标。以后因为对开发方法更为把握,工艺知识更了解,接口、汉化等编程越来越认识,使用更提高前辈的..系统开发工具,采用面向用户无需编程的..系统开发工具(附有尺度原程序,当自行设计专用界面时,可用此剪贴),故速度越来越快,总之开发一个..系统,在把握以后,就不是难事了。

硬件的选择

○ 基础自动化硬件的选择。传统的方法是使用PLC或DCS,对于大规模的系统,往往其电控部门采用PLC,而回路控制即过程量控制采用DCS,近年来因为PLC增强了回路控制的功能,同样DCS也加强逻辑控制的功能,而彼此能互相笼盖。为减少备件数目和便于连网,采用IE(I-仪表、E-电力传动控制)设备一体化,即采用全PLC或全DCS构成基础自动化,一般以为回路控制占主要的机组应采用全DCS的解决方法,由于DCS针对回路控制的模块多,使用利便,而逻辑控制占主要机组应采用全PLC的解决方法。根据笔者的经验,特别对低本钱自动化而言,因为PLC比DCS要便宜(约低1/4以上),而PLC用于回路控制的模块和软件固然不及DCS完备,但已足够使用,由于产业控制主要是使用PID、加、减、乘、除、开方等,笔者在设计上海梅山冶金公司的120立方米高炉自动化系统就是采用全PLC系统,执行电控(DI,DO两千多点)和仪测仪控(AI,AO约700点,控制回路约50)这样的大规模功能,但价格比PLC+DCS方法低1/4以上。近年来,PLC出产商更设计适合于回路控制的但价格低的PLC,如德国西门子公司的PCS-7可编程序控制器,它采用价格较低的S7-300系列的I/O模块,加强CPU的回路控制的功能。因此采用全PLC系统看来是低本钱自动化的合适趋向,当然,..还应从价格和其他因素综合考虑。

近来,因为PC-based以工控机为基础)的发展,以工控机、I/O装置、监控器组成自动化系统,对大规模系统更加上网络组成分布式系统,多级计算机系统,而且能够双机热备和冗余配置。此外,还有很多公司从事支持软件的工作,并已商品化,PC-based的基础自动化系统已在矿业、冶金、石油、机械、化工、水处理、医药、电子、食物、纺织、半导体等很多机组中应用。

○ 过程自动化级硬件的选择。传统的方法是使用美国DEC公司的VAX型过程计算机或Alpha系列的小型机或其他公司出产的类似计算机作为核心组成过程自动化级,其硬件的价格,还有其系统软件的价格均令人却步,加以应用软件的编制也较为难题和价格高,而使人们怀疑对设置过程自动化级是否值得和有效。实在工控机的发展,其内存和硬盘的容量、主频即速度已足以知足过程自动化级的要求,在欧洲电气公司设计的自动化系统,其过程自动化级的硬件大多使用工控机,实在20多年前,即80年代..上..闻名的水泥设备的供给商和制造商之一的,我国也早已引进多套(柳州水泥厂、珠江水泥厂等)的丹麦F.L.Smith公司的现代化的窑外分解式大型水泥厂的自动化系统已使用PC机来组成过程自动化级,使用三台PC机,分别执行过程监控、筒体(水泥窑)温度和配料数学模型运算与闭环控制。然而在大中型企业和机组,特别是钢铁产业及大多数设计者、使用部门仍积习难改而采用VAX或Alpha系列的计算机作为过程自动化级硬件。笔者在很多年前,在设计上海梅山冶金公司的1250立方米高炉自动化系统的过程自动化级的方案中,就是采用两台工控机实现训炉过程自动化级的功能,并已成功地运行多年。但不少人并不认同使用PC机作为过程计算机,直到近几年国外广泛使用PC机作为过程计算机而大量降低价格,才使这些人改变看法。

德国SMS-DEMAG不锈钢出产线三电自动化系统同时也是为宝钢团体公司上海..钢铁厂新建不锈钢出产线的推荐系统。它包括..功率电弧炉、AOD炉和VOD炉各一座,后配连铸机(不包括在本系统内),其过程自动化级包括4台PC机(每台设飞跃处理器,10GB硬盘,256MB内存,CD-ROM驱动器,内部键盘和鼠标,系统总线接口板,软件为Windows-NT),分别作为中心数据库系统、EAF(电弧炉)/AOD炉/VOD炉的过程计算机、开发试验计算机和供主技术..使用的计算机。其功能相称复杂,包括电弧炉、AOD炉和VOD炉复杂数学模型及在线控制。系统的特点是不管操纵员终端或过程计算机、OS服务器都全部使用PC机,系统软件也是通用的,因而造价低廉,但功能强盛。

好像可以得出结论,即应使用PC机来组成过程自动化;(3)治理自动化级硬件的选择;5.3系统软件的选择;应该选用通用和价格较低而具有良好机能的系统软件,;5.4关于网络;也有机能和价格题目,也会泛起上述毛病,即往往使用;综上所述,低本钱自动化要考虑的题目良多,要当真和;表1列出了几个低本钱自动化的例子;参考文献:略;表1低本钱自动化系统应用举例;

好像可以得出结论,即应使用PC机来组成过程自动化级来达到低本钱自动化的目的。

○ 治理自动化级硬件的选择。和过程自动化级同样,治理自动化级也可以使用PC机来组成,文献[1]提出的多级自动化系统就是一例,它已在某钢铁厂实施了,但因为是近20年设计的,受当时PC机水帄所限,还只是MIS系统(信息治理系统),..PC机的进展,完全可以实现CAD、CAT、CAM而实现CIM功能。

系统软件的选择

应该选用通用和价格较低而具有良好机能的系统软件,如Windows-NT、Visial Basic 6.0等。对于监控软件,往往由使用部分指定,例如要In Touch等。各种监控软件(如研华、组太王、Onspec、Synall、Citect等等)的功能和使用方法都大同小异,有些功能可能强一些、齐全一些、也许界面好看一些,但价格可能差别很大,而较丰硕的功能未必用得上,故应“综合考虑、知足要求即可、价格应优先”,事实上,一般数据采集和监控,用Visial Basic 6.0完全可编制,很多软件工作者都有这种积累,并没有多花太大的气力但可低本钱。

关于网络

也有机能和价格题目,也会泛起上述毛病,即往往使用部分指定,例要现场总线等,这种无法选择会导致不必要地使用了价格高昂的软件,因此服从专业职员的意见,由于各种总线和网络价格也很不同,现场总线无疑有良多长处,但不是任何场合都是..的,例如有一个自动化系统,因为逻辑顺序控制点数良多,应该使用PLC来组成分布式系统,但使用部分较熟识西门子公司的PLC,为便于维护和减少备件,但愿使用西门子公司的PLC,也想使用现场总线,但比较价格与机能,西门子公司的Profieldbus的价格比之SINEC-H高得多,CPU也得专门的型号,但系统结构并无太大区别,现场总线能节约配线,在PLC使用远程I/O后,能达到同样效果。因此网络选择也应“综合考虑、知足要求即可、价格应优先”。

综上所述,四川防静电工作台低本钱自动化要考虑的题目良多,要当真和综合考虑以及多方面配合才能达到。

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